Ustunli fundamentlarda tuproqni chiqarishni yaxshilash uchun vintsimon burilish qalpogʻi dizaynini optimallashtirish

Tuproq chiqarish samaradorligi nima uchun belgilaydi shnekerli burg` bit Ishlash

Qoplanish zanjiri: Qayta kirish va momentlarning keskin o'sishi qanday qilib mayda donali tuproqlarda tirgakli burg'ulash burilmasining samarasizligini ko'rsatadi

Gill kabi mayda donali tuproqlar bilan ishlash haqiqiy muammolarga sabab bo'ladi shnekerli burg` bit operatorlar. Kesishlar odatda kutulganidek yuqoriga uloqtirilmasdan, aksincha, burilish yo'nalishiga qaytariladi. Keyinchalik sodir bo'ladigan narsa aslida juda yomon — burilish parvozlarining ichida siqilgan material to'planib, qarshilikni keskin oshiruvchi to'siqlar hosil qiladi. Operatorlar bu vaziyatlarda odatdagidan ikki baravar ko'proq moment oshishini kuzatadilar. 2022-yilda Geotexnik Burilish Tadqiqot Konsorsiumi tomonidan o'tkazilgan tadqiqotga ko'ra, bunday kuchlanish shartlarida parvozlar yonlari normal shartlarga nisbatan uch baravar tezroq ishlamoqda. Agar chiqindilar hosil bo'lgandan keyin o'nta yoki o'ttiz soniya davomida joyida qolaversa, vaziyat yanada yomonlashadi, chunki aslida burg'uvchi o'zini o'ziga qarama-qarshi ishlay boshlaydi. Bu juda ko'p energiya sarfiyotiga olib keladi va detallarning tezroq buzilishini tezlashtiradi. Maydon sinovlari shuni ko'rsatdiki, moment o'lchovlarida o'nta foizdan ortiq o'zgarish sodir bo'lganda, bu odatda shunday qo'pol tuproqlar bilan ishlashda tez orada muammo kelishining aniq belgisi hisoblanadi.

Fizikaga asoslangan tushuncha: Chiqarish tezligi va qirralarning ushlab turilishi o‘rtasidagi munosabat — burg‘u uchi geometriyasidagi asosiy muvozanat

Burg‘u uchi geometriyasini loyihalashda asosiy fizik ziddiyatni hal etish kerak: aylanish tezligini oshirish chiqarish tezligini oshiradi, lekin bir vaqtda qirralarga parvoz devorlariga qarab markazdan qochma kuchlarni ham kuchaytiradi — bu esa qirralarning ushlab turilishini yaxshilaydi. Bu effekt 25% g‘ildirakli tuproqda eng yuqori darajaga yetadi, bunda zarralar orasidagi birikish kuchi 0,8 kPa dan oshadi. Optimal geometriya ikkita qarama-qarshi talablarga muvozanat o‘rnatadi:

• Vertikal ko‘chirish samaradorligi , bu zarralarning impulsi doimiy saqlanishi uchun yetarli burmali burchakka bog‘liq;
• Radial ushlab turish chegarasi , bu parvoz chuqurligining yurak diametriga nisbatiga bog‘liq.

Tadqiqotlar yadroning uchish chuqurligiga nisbati 1:3 bo'lganda saqlashni minimal darajada kamaytirishini, lekin struktural integritetni buzmaslikni tasdiqlaydi. 350 APM dan yuqori tezlikda tezlikdagi o'sish odatda nasoslangan tuproqlarda qirqimlarning yopishib qolishining 40–60% ga oshishiga qarama-qarshi kompensatsiya qilinadi. Sirtga tomon erkin hajmi asta-sekin oshib boradigan konus shaklidagi parovoz dizaynlari qayta siqilish xavfini 27% ga kamaytiradi (Geotexnika muhandisligi jurnali, 2023).

Chiqish samaradorligini boshqaruvchi asosiy burg'ulash burilmasi uchlarining geometrik parametrlari

Vint qadam va parovoz burchagi: Tuproq turlari bo'ylab ko'tarish quvvatini va oqim doimiylikini optimallashtirish

Spirallarning shakli tuproqni qanchalik samarali ko'chirishda muhim rol o'ynaydi. Gravel kabi g'irizli materiallar bilan ishlashda 30–45 gradus orasidagi tik burchaklar aylanish kuchlariga mos kelib, ko'tarish quvvatini sezilarli darajada oshiradi. Biroq, loyli tuproqlar bilan ishlashda tuproqni ortiqcha siqib yubormaslik va materialning tizimga qaytib kirib ketishini oldini olish uchun 15–25 gradus atrofidagi tekisroq burchaklar afzal ko'riladi. Haqiqatan ham, ushbu burchakni to'g'ri tanlash juda muhim — 2021-yilda "Xalqaro geotexnik muhandislik jurnali"da nashr etilgan tadqiqotlarga ko'ra, spiral dizayni va tuproq turi o'rtasidagi moslikning yo'qligi, ustun asoslarini qurish paytida sodir bo'ladigan nafosat momentining o'sishining taxminan uchdan ikki qismini tashkil qiladi; bu ko'pincha chiqarish tizimlarida muammolar borligini ko'rsatadi. Qumli tuproqlar umuman olganda, og'irlik kuchi yordamida materiallarni harakatlantirish uchun tezroq aylanishlarni talab qiladi, aksincha, nam siltli tuproqlar esa so'nuv ta'siri tufayli to'g'onalishni oldini olish uchun sekinroq aylanish tezligini va spiraldagi chiziqchalarning bir-biridan uzoqroq joylashishini talab qiladi.

Tish konfiguratsiyasi va yadroning diametri: Fragmentatsiya, oqim birlikliligi va struktural rigidityni muvozanatlash

Kesish vositalarining shakli tuproqning dastlabki kontakt paytida qanday ajralishiga va keyinchalik material oqimiga nima bo'lishiga katta ta'sir ko'rsatadi. Umumiy kenglikning 40% dan kam bo'lgan maydanoqlar bilan ishlaganda, ular quruq qumli muhitda kesilgan materiallarni yaxshiroq ushlab turadi. Biroq, namlik mavjud bo'lganda ular muammolarga sabab bo'ladi, chunki torroq maydanoqlar osongina to'g'onaladi. Shuning uchun muhandislar namroq sharoitlarda materialni kamroq qarshilik bilan silliqlik o'tkazish imkonini beruvchi, umumiy kenglikning kamida 50% ni tashkil qiluvchi kengroq maydanoqlardan foydalanishni afzal ko'radilar. Geomechanika sinov laboratoriyasining sinov natijalari shuni tasdiqlaydi: oddiy konfiguratsiyalarga nisbatan simmetrik bo'lmagan karbidli tishlar tuproqni ajratish uchun kerak bo'ladigan energiyani taxminan 40% ga kamaytiradi. Bu esa bir xil maydonni qayta-qayta qaytib o'tish va jihozda issiqlik to'planishining kamayishini anglatadi. Konstruktiv mustahkamlik uchun ishlab chiqaruvchilar parvoz qanotlarining qalinligini uchlari tomonga qarab kamaytiradi. 2023-yilda Ponemon instituti o'tkazgan tadqiqotga ko'ra, bu dizayn yer osti qatlamlaridagi o'zgarishlarga qaramay, 740 kN/m² gacha bo'lgan kuchlarga chidamli bo'lib, barqaror ishlashni saqlab turadi.

Aqlli burg'ulovchi burilma qismlari tizimlari: Sensorlar birlashmasi va boshqaruv mantiqi orqali haqiqiy vaqtda moslashish

Aylanish momenti-Aylanish tezligi-Yuklama korrelatsiyasi — ishlayotgan burg'ulovchi burilma qismlari tizimlarida chiqishning sog'lomligini baholash uchun vosita sifatida

Chiqish sog'lig'ini baholaganda, uchta asosiy omil ajralib turadi: buruv momenti, aylanish tezligi (RPM) va o'q yo'nalishidagi yuk. Agar kesish natijasida hosil bo'lgan qoldiqlar juda ko'p to'planib ketса, aniq bir hodisa kuzatiladi. Buruv momenti sezilarli darajada oshadi, ba'zan 15 dan 40 foizgacha, shu bilan birga aylanish tezligi (RPM) esa yuk ortib borgani sababli kamayadi. Bu namuna — muhandislarning 'qayta kirish' (re-entrainment) deb ataydigan hodisaning aniq belgisi hisoblanadi. Hozirgi kunda eng ilg'or monitoring tizimlari turli xil sensorlarni — vibratsiya, bosim o'lchovlari va inertsial o'lchovlar kabi — birlashtiradi. Ular bu muammolarni har 200 millisekundda bir marta tekshiradi. Shuningdek, 2023-yilda o'tkazilgan ba'zi so'nggi tadqiqotlar ham qiziqarli natijalar berdi. Har doim buruv momenti va aylanish tezligi (RPM) farqi 22% dan oshganda, bu g'ishtli tuproqda burg'ulash operatsiyalari to'qilishini bashorat qilishga yordam beradi. O'rtacha olgan ogohlantirish burg'ulash moslamasi butunlay ishlamay qolishidan 8 soniya oldin keladi va bu operatorlarga vaziyat jiddiy holatga yetishdan oldin to'g'rilash choralari ko'rish uchun yetarli vaqt beradi.

Aniqlashdan javobga: Chiqarish samaradorligi haqidagi axborot asosida yopiq doiraviy penetratsiya tezligini sozlash

Tizim chiqarish samaradorligidagi muammolarni aniqlaganda, u yopiq doiraviy javob mexanizmini ishga tushiradi. Asosan, aylanish tezligi aniq darajada saqlanib turadi, lekin beriladigan bosim 30 dan 60 foizgacha kamaytiriladi. Bu qattiq qoldiqlarga to'liq tezlikka qaytishdan oldin tozalanish uchun vaqt beradi. Biz o'tkazgan maydon sinovlariga ko'ra, bu usul noqulay buruvish momenti piklarini taxminan 70 foizga kamaytiradi, bu juda ajoyib natija. Shuningdek, operatorlar birikkan tuproqlarda o'rtacha burilish tezligining 19 foizga oshishini kuzatishgan. Bu tizimni haqiqatan ham ajratib turadigan narsa — u avvalgi ishlash ma'lumotlaridan doimiy ravishda o'rganib borishi. Vaqt o'tishi bilan u yer ostida hozirgi paytda turli qatlamdagi tog' jinslari va tuproqlar bilan sodir bo'layotgan hodisalarga mos ravishda avtomatik ravishda sozlanadigan moslashuvchan penetratsiya profillarini shakllantirib boradi.

Savollar boʻlimi

S: Auger buriluvchi qismlarida momentning keskin oshishi nimaga sabab bo'ladi?

J: Momentning keskin oshishi ko'pincha g'ildiraklarning o'ralishiga sabab bo'ladigan, masalan, g'ildirak yo'nalishiga qaytib kiradigan loy kabi mayda donali tuproq tufayli yuzaga keladi.

S: Aylanish tezligi chiqarish samaradorligiga qanday ta'sir qiladi?

J: Yuqori aylanish tezliklari chiqarish tezligini oshiradi, lekin bir vaqtda markazdan qochma kuchlarni ham kuchaytiradi, bu esa kesish mahsulotlarini g'ildirak devorlariga bosib qo'yadi va ushlab turishni yaxshilaydi.

S: Qanday geometrik jihatlar muhim? auger drill bitlari ?

J: G'ildirak qadam uzunligi, g'ildirak burchagi, tish konfiguratsiyasi va yadro diametri — bu ko'tarish quvvati, oqim doimiyligi, parchalanish va struktural qattiqlikka ta'sir qiluvchi asosiy parametrlardir.